首页 > 工业4.0

工业4.0通讯协议OPC UA关键知识点

作者:www.cechina.cn2017.09.21阅读 31084

  1.什么是OPC UA
  OPC UA基于OPC基金会提供的新一代技术,提供安全,可靠和独立于厂商的,实现原始数据和预处理的信息从制造层级到生产计划或ERP层级的传输。通过OPC UA ,所有需要的信息在任何时间,任何地点对每个授权的应用,每个授权的人员都可用。 这种功能独立于制造厂商的原始应用,编程语言和操作系统。 OPC UA是目前已经使用的OPC 工业标准的补充,提供重要的一些特性,包括如平台独立性,扩展性,高可靠性和连接互联网的能力。 OPC UA不再依靠DCOM,而是基于面向服务的架构(SOA),OPC UA的使用更简便。现在,OPC UA已经成为独立于微软,UNIX或其他的操作系统企业层和嵌入式自动组建之间的桥梁。


  2.OPC UA的优势有哪一些?
  ●与平台无关,可在任何操作系统上运行
  ●为未来的先进系统做好准备,与保留系统继续兼容
  ●配置和维护更加方便
  ●基于服务的技术
  ●可见性增加
  ●通信范围更广
  ●通信性能提高
  3.OPC UA的主要特点是什么?
  1)访问统一性
  OPC UA有效地将现有的OPC规范 (DA、A&E、HDA、命令、复杂数据和对象类型) 集成进来,成为现在的新的OPC UA规范。 OPC UA提供了一致、完整的地址空间和服务模型,解决了过去同一系统的信息不能以统一方式被访问的问题。
  2)通信性能
  OPC UA 规范可以通过任何单一端口 (经管理员开放后)进行通信。这让穿越防火墙不再是OPC通信的路障,并且为提高传输性能, OPC UA消息的编码格式可以是XML文本格式或二进制格式,也可使用多种传输协议进行传输,比如:TCP和通过HTTP的网络服务。
  3)可靠性、冗余性
  OPC UA的开发含有高度可靠性和冗余性的设计。可调试的逾时设置,错误发现和自动纠正等新特征, 都使得符合OPC UA规范的软件产品可以很自如地处理通信错误和失败。 OPC UA的标准冗余模型也使得来自不同厂商的软件应用可以同时被采纳并彼此兼容。
  4)标准安全模型
  OPC UA 访问规范明确提出了标准安全模型, 每个OPC UA应用都必须执行OPC UA安全协议, 这在提高互通性的同时降低了维护和额外配置费用。 用于OPC UA应用程序之间传递消息的底层通信技术提供了加密功能和标记技术, 保证了消息的完整性,也防止信息的泄漏。
  5)平台无关
  OPC UA软件的开发不再依靠和局限于任何特定的操作平台。过去只局限于Windows平台的OPC技术拓展到了Linux、Unix、Mac等各种其它平台。 基于Internet的WebService服务架构 (SOA) 和非常灵活的数据交换系统, OPC UA的发展不仅立足于现在,更加面向未来。
  4.OPC UA 服务器体系结构?
  OPC UA 服务器体系结构中主要包括真实对象、OPC UA 服务器应用程序、OPC UA 地址空间、公布/ 预定实体、OPC UA 服务器服务API、OPC UA通信栈,其中真实对象包括物理对象和软件对象。


  5.OPC UA服务器的链接机制?
  一个服务器可作为一个客户与另一个服务器进行交互:


  由此,通过OPC UA 服务器,企业容易实现现场层到企业层的数据访问。
  6.OPC UA 服务器与现有OPC 服务器比较如何?
  1) 可互操作性:集成了现有OPC 各自独立的API,增强了可互操作性。
  2) 开放性:增加了对Linux/Unix 等其他非微软平台的支持。
  3) 安全性:增加了服务器的鉴别与授权、消息的签名与加密,提高了安全性能。
  4) 集成能力:服务器间的链接机制使得更容易实现现场层到管理层的集成,诸如实现MES,ERP 系统,更适合作为系统的集成工具。
  5) 可靠性:利用冗余技术、消息序列号、生存保持期等方法,提高了可靠性。
  7.OPC UA 适用场合有哪些?
  OPC UA规范为独立于平台的通讯和信息技术创造了基础。UA 技术具有可升级性、网络兼容性、独立于平台和安全性等特点。因此,它可广泛应用于控制系统、MES(制造执行系统) 以及 ERP(企业资源计划系统)。
  8.OPC UA 对象模型?
  现有OPC API 定义的对象是相互分离独立的,OPC UA 通过OPC UA 对象模型,实现了对各个对象服务的集成。对象模型是通过对象的变量、方法、事件及其相关的服务来表现对象的。
  变量:现有OPC DA API
  方法:现有OPC Commands API
  事件:现有OPC A&E API
  变量表示对象的数据属性,它可以是简单值或构造值。变量有值特性、质量特性和时间戳特性。值特性表示变量的值,质量特性表示生成的变量值的可信度,时间戳特性表示变量值的生成时间。
  方法是被客户调用执行的操作。它分为状态的和无状态的。无状态是指方法一旦被调用,必须执行到结束,而状态指方法在调用后可以暂停,重新执行或者中止。
  事件表示发生了系统认为的重要事情,而其中表现异常情况的事件被称为报警。
  通过对象模型实现了数据、报警、事件以及历史数据集成到一个单独的OPC UA 服务器中。例如,OPC UA 服务器把一个温度传送器视为一个对象,它由一个温度值,一组警报参数和相关的警报界限组成。

继续阅读